1942 год. Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным чрезвычайную задачу — в кратчайшие сроки, несмотря на все трудности военного времени, сформировать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. Под руководством Игоря Курчатова в Москве организуется сверхсекретная Лаборатория №2, куда стягиваются ярчайшие научные силы страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных специалистов: дерзкого физика Фролова, прославившегося открытием спонтанного деления ядра, и находящейся в ссылке радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных материалов. Ключевую роль в этой операции играет агент Екатерина Лазарева, в прошлом — талантливый физик и возлюбленная Фролова. Благодаря ее действиям в СССР поступают ценнейшие сведения об атомных разработках союзников. Теперь перед советским проектом стоит новая глобальная цель — ликвидировать отставание от США и Великобритании, чтобы обеспечить ядерный паритет в будущем послевоенном мире.
